D0I:10.13374/i.issnl00It03.2008.09.002 第30卷第9期 北京科技大学学报 Vol.30 No.9 2008年9月 Journal of University of Science and Technology Beijing Sep·2008 安太堡露天煤矿土地破坏与土地复垦动态变化的遥感 调查 叶宝莹)白中科2)孔登魁)于英娜) 1)中国地质大学土地科学技术学院，北京1000832)国土资源部土地整治重点实验室，北京100035 摘要通过对安太堡煤矿1976一2006年期间共10期遥感数据的处理分析，建立了该煤矿土地利用遥感分类系统：在遥感 和GS平台支持下，对10期遥感数据进行正射校正：采用人机交互式解译方式提取了该矿区近30a的土地利用变化情况，并 通过室内航片以及野外实地考察进行了验证：结果表明：研究区土地利用类型由简单到复杂，由1976年的4种类型发展到 2006年的12种类型；地表遭到强烈破坏，到2006年因采矿破坏的土地达到了2730.7hm2,大面积复垦工作从1993年开始， 到2006年共复垦了687.05m2,为破坏面积的25.1%，复垦后部分地段出现退化，且有逐步扩大的趋势，需要尽快采取补救 措施。 关键词安太堡露天煤矿：土地破坏：土地复垦；遥感监测：动态变化 分类号TD88:s157.2 Dynamic change of land destroy and reclamation on ATB Opencast Coal Mine YE Booying).BAI Zhongke.KONG Dengkui.YU Yingna) 1)College of Land Science &Techniques.China University of Geosciences.Beijing 100083.China 2)Key Laboratory of the Ministry of Land and Resources of China for Land Regulation,Beijing 100035.China ABSTRACT 10 times remote sensed data(MSS/T M/ET M+/CBERS)from 1976 to 2006 in ATB Opencast Coal Mine were col- lected to set up classifications and identification of landuse based on remote sensing and interactively interpret the satellite images.The result indicates that the landuse type changed from simple to complicate during the 30 years.which is 4 types in 1976 to 12 types in 2006.A lot of land was destroyed and the total area is up to 2730.7 hm2.Land reclamation began in 1993 and the reclamation area is 687.05 hm2in 2006.Unfortunately,reclamation land degradation took place in several places because of coal waste rock self-burn- ing.which is spreading.Efficient work has to do to deal with the problem. KEY WORDS ATB Opencast Coal Mine:land destroy:land reclamation:remote sensing monitoring:dynamic change 遥感与GIS技术是土地利用/土地覆盖变化研 速、准确地获取各个时期的安太堡煤矿的煤矿开采、 究技术体系中的主要组成山，很多研究利用遥感数 土地破坏以及土地复垦数据，由于该煤矿的服务年 据对矿区环境变化进行了监测2)，都取得了比较 限为92a(1985一2077)可，因此遥感手段也为长期 好的应用效果，对于大型露天煤矿的土地变化遥感 监测该矿的土地利用变化提供了技术可能，为进一 监测，目前开展的还比较少；而且由于露天矿开采速 步研究矿区生态环境变化提供准确可靠的数据基 度较快，遥感数据获取不及时，价格昂贵，往往不能 础 进行逐年进行观测，本文主要通过MSS、TM (ETM)、中巴资源卫星(CBERS)数据等多源多尺度 1安太堡煤矿概况 遥感数据的使用，为有效进行年际观测提供数据保 山西平朔安太堡露天煤矿（以下简称ATB矿）， 证.通过对安太堡露天煤矿30年的卫星监测，快 是我国规模最大、机械化程度最高的世界级大型露 收稿日期：2007-07-17修回日期：.2007-10-30 基金项目：教育部高等学校科技创新工程重大项目培育资金资助项目(N。·706011) 作者简介：叶宝莹(1972-)，男，博士后，E-mail:woodfish--ye@yahoo.com.cn:白中科(1963-)，男，教授，博士生导师，博士，E mail:baik@ cugb-edu-cn
安太堡露天煤矿土地破坏与土地复垦动态变化的遥感 调查 叶宝莹1） 白中科12） 孔登魁1） 于英娜1） 1） 中国地质大学土地科学技术学院北京100083 2） 国土资源部土地整治重点实验室北京100035 摘 要 通过对安太堡煤矿1976—2006年期间共10期遥感数据的处理分析建立了该煤矿土地利用遥感分类系统；在遥感 和 GIS 平台支持下对10期遥感数据进行正射校正；采用人机交互式解译方式提取了该矿区近30a 的土地利用变化情况并 通过室内航片以及野外实地考察进行了验证．结果表明：研究区土地利用类型由简单到复杂由1976年的4种类型发展到 2006年的12种类型；地表遭到强烈破坏到2006年因采矿破坏的土地达到了2730∙7hm 2大面积复垦工作从1993年开始 到2006年共复垦了687∙05hm 2为破坏面积的25∙1％复垦后部分地段出现退化且有逐步扩大的趋势需要尽快采取补救 措施． 关键词 安太堡露天煤矿；土地破坏；土地复垦；遥感监测；动态变化 分类号 TD88；S157∙2 Dynamic change of land destroy and reclamation on ATB Opencast Coal Mine Y E Baoying 1）BAI Zhongke 12）KONG Dengkui 1）Y U Y ingna 1） 1） College of Land Science ＆ TechniquesChina University of GeosciencesBeijing100083China 2） Key Laboratory of the Ministry of Land and Resources of China for Land RegulationBeijing100035China ABSTRACT 10times remote sensed data（MSS／T M／ET M＋／CBERS） from 1976to 2006in ATB Opencast Coal Mine were collected to set up classifications and identification of landuse based on remote sensing and interactively interpret the satellite images．T he result indicates that the landuse type changed from simple to complicate during the30yearswhich is4types in1976to12types in 2006．A lot of land was destroyed and the total area is up to2730∙7hm 2．Land reclamation began in1993and the reclamation area is687∙05hm 2in2006．Unfortunatelyreclamation land degradation took place in several places because of coal waste rock self-burningwhich is spreading．Efficient work has to do to deal with the problem． KEY WORDS ATB Opencast Coal Mine；land destroy；land reclamation；remote sensing monitoring；dynamic change 收稿日期：2007—07—17 修回日期：2007—10—30 基金项目：教育部高等学校科技创新工程重大项目培育资金资助项目（No．706011） 作者简介：叶宝莹（1972—）男博士后E-mail：woodfish—ye＠yahoo．com．cn；白中科（1963—）男教授博士生导师博士E-mail：baizk＠ cugb．edu．cn 遥感与 GIS 技术是土地利用／土地覆盖变化研 究技术体系中的主要组成［1］很多研究利用遥感数 据对矿区环境变化进行了监测［2—4］都取得了比较 好的应用效果．对于大型露天煤矿的土地变化遥感 监测目前开展的还比较少；而且由于露天矿开采速 度较快遥感数据获取不及时价格昂贵往往不能 进行 逐 年 进 行 观 测．本 文 主 要 通 过 MSS、T M （ET M）、中巴资源卫星（CBERS）数据等多源多尺度 遥感数据的使用为有效进行年际观测提供数据保 证．通过对安太堡露天煤矿30年的卫星监测快 速、准确地获取各个时期的安太堡煤矿的煤矿开采、 土地破坏以及土地复垦数据．由于该煤矿的服务年 限为92a（1985—2077） ［5］因此遥感手段也为长期 监测该矿的土地利用变化提供了技术可能为进一 步研究矿区生态环境变化提供准确可靠的数据基 础． 1 安太堡煤矿概况 山西平朔安太堡露天煤矿（以下简称 ATB 矿） 是我国规模最大、机械化程度最高的世界级大型露 第30卷 第9期 2008年 9月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．9 Sep．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．09．002
第9期 叶宝莹等：安太堡露天煤矿土地破坏与土地复垦动态变化的遥感调查 .973 天煤矿，地处黄土高原东部、山西省北部的朔州市 建设规模为1500万t,开采面积60km2左右，内设 平鲁区境内（图1），与晋陕蒙接壤区号称黄土高原 工业广场区、采掘场及四个外排土场等主要部 “黑三角的世界特大型煤田相连接，是一个对环境 分可，该矿自1987年进行开采以来，一直采用边开 改变反应敏感、维持自身稳定可塑性较小的生态环 采边复垦的政策，复垦率也是国内矿山里最高的，其 境系统，属黄土丘陵强烈侵蚀生态脆弱系统，该矿 复垦工艺值得学习和推广. 2数据来源与处理方法 2.1数据来源 本次研究采用了多种数据源，包括美国陆地卫 星Landsat的MSS影像、TM以及ETM影像、我国 与巴西联合发射的中巴资源卫星(CBERS)遥感数 据.Landsat与CBERS卫星数据分辨率基本在统一 尺度，可以综合使用，用于监测矿区的开采与复垦监 测（表1）. 图1安太堡露天煤矿位置示意图 Fig.1 Location of ATB opencast coal mine 表1遥感数据源说明 Table 1 Description of remote sensing data source 卫星（传感器） 轨道号 时间 分辨率/m 波段数 来源 MSS 13533 1976-06-25 79.5 5,6,7,8 美国马里兰大学 TM 12633 1990-08-22 0 1~7 美国马里兰大学 TM 12533 1993-09-24 30 1~7 美国马里兰大学 ETM 12533 2001-08-21 30,15 1-8 美国马里兰大学 ETM 12633 2002-07-14 30,15 1-8 美国马里兰大学 CBERS 5/56 2000-05-28 19.5 2,3,4 中国资源卫星应用中心 CBERS 5/56 2003-05-25 19.5 2,3,4 中国资源卫星应用中心 CBERS 5/56 2004-09-22 19.5 2,3.4 中国资源卫星应用中心 CBERS 5/56 2005-07-05 19.5 1,2,3.4.5 中国资源卫星应用中心 CBERS 5/56 2006-04-17 19.5 1,23,4.5 中国资源卫星应用中心 2.2 正射影像制作 在8)]，但涉及到矿区的土地利用遥感分类系统却 本文使用遥感软件erdas8.7[6对遥感数据进行 不完全10]，主要从土地复垦的三个层面出发进行分 正射处理)，采用标准假彩色合成数据，MSS采用 类，即征用未复垦用地（待开发的原地貌土地）、已经 754波段，TM(ETM)以及中巴资源卫星数据均采 破坏未复垦的土地和复垦土地，为突出矿区土地利 用432波段，用于TM(ETM)与CBERS卫星数据 用特点，本文将国家资源环境数据库土地资源分类 的DEM数据由国家基础数据中心生产的1：50000 系统进行了扩展，将平朔煤矿的土地利用类型分成 地形数据生成，首先对2006年的CBERS数据进行 12类.为了突出工矿用地，将属于二级分类的工矿 正射校正，采用二次多项式，选取的控制点个数不少 用地独立出来.在工矿用地中，考虑到土地的用途 于20个，RMS误差<1.为了进行系列对比，保证 以及环境影响因素，结合TM以及CBERS影像的 各年份之间数据空间匹配，分辨率均进行重采样为 识别精度，将其分为工矿厂区、矿区道路、排土场、剥 20m,其他年份的遥感数据均采用已进行正射校正 离区、采坑、小煤窑等六个类型，并作为一级分类，而 的2O06年CBERS正射影像 排土场作为复垦进行的主要场所，复垦与否在影像 2.3矿区土地利用遥感分类 上一目了然，从复垦角度细分为未复垦、复垦以及退 进行矿区土地利用/土地覆盖分类，首先要确定 化二级类型（表2）· 分类系统，国外已经有很多土地利用分类系统存
天煤矿地处黄土高原东部、山西省北部的朔州市 平鲁区境内（图1）与晋陕蒙接壤区号称黄土高原 “黑三角”的世界特大型煤田相连接是一个对环境 改变反应敏感、维持自身稳定可塑性较小的生态环 境系统属黄土丘陵强烈侵蚀生态脆弱系统．该矿 图1 安太堡露天煤矿位置示意图 Fig．1 Location of ATB opencast coal mine 建设规模为1500万 t开采面积60km 2 左右内设 工业广场区、采掘场及四个外排土场等主要部 分［5］该矿自1987年进行开采以来一直采用边开 采边复垦的政策复垦率也是国内矿山里最高的其 复垦工艺值得学习和推广． 2 数据来源与处理方法 2∙1 数据来源 本次研究采用了多种数据源包括美国陆地卫 星 Landsat 的 MSS 影像、T M 以及 ET M 影像、我国 与巴西联合发射的中巴资源卫星（CBERS）遥感数 据．Landsat 与 CBERS 卫星数据分辨率基本在统一 尺度可以综合使用用于监测矿区的开采与复垦监 测（表1）． 表1 遥感数据源说明 Table1 Description of remote sensing data source 卫星（传感器） 轨道号 时间 分辨率／m 波段数 来源 MSS 13533 1976—06—25 79∙5 5678 美国马里兰大学 T M 12633 1990—08—22 30 1～7 美国马里兰大学 T M 12533 1993—09—24 30 1～7 美国马里兰大学 ET M 12533 2001—08—21 3015 1～8 美国马里兰大学 ET M 12633 2002—07—14 3015 1～8 美国马里兰大学 CBERS 5／56 2000—05—28 19∙5 234 中国资源卫星应用中心 CBERS 5／56 2003—05—25 19∙5 234 中国资源卫星应用中心 CBERS 5／56 2004—09—22 19∙5 234 中国资源卫星应用中心 CBERS 5／56 2005—07—05 19∙5 12345 中国资源卫星应用中心 CBERS 5／56 2006—04—17 19∙5 12345 中国资源卫星应用中心 2∙2 正射影像制作 本文使用遥感软件 erdas8∙7［6］对遥感数据进行 正射处理［7］采用标准假彩色合成数据MSS 采用 754波段T M（ET M）以及中巴资源卫星数据均采 用432波段．用于 T M（ET M）与 CBERS 卫星数据 的 DEM 数据由国家基础数据中心生产的1∶50000 地形数据生成．首先对2006年的 CBERS 数据进行 正射校正采用二次多项式选取的控制点个数不少 于20个RMS 误差＜1．为了进行系列对比保证 各年份之间数据空间匹配分辨率均进行重采样为 20m其他年份的遥感数据均采用已进行正射校正 的2006年 CBERS 正射影像． 2∙3 矿区土地利用遥感分类 进行矿区土地利用／土地覆盖分类首先要确定 分类系统．国外已经有很多土地利用分类系统存 在［8—9］但涉及到矿区的土地利用遥感分类系统却 不完全［10］主要从土地复垦的三个层面出发进行分 类即征用未复垦用地（待开发的原地貌土地）、已经 破坏未复垦的土地和复垦土地．为突出矿区土地利 用特点本文将国家资源环境数据库土地资源分类 系统进行了扩展将平朔煤矿的土地利用类型分成 12类．为了突出工矿用地将属于二级分类的工矿 用地独立出来．在工矿用地中考虑到土地的用途 以及环境影响因素结合 T M 以及 CBERS 影像的 识别精度将其分为工矿厂区、矿区道路、排土场、剥 离区、采坑、小煤窑等六个类型并作为一级分类而 排土场作为复垦进行的主要场所复垦与否在影像 上一目了然从复垦角度细分为未复垦、复垦以及退 化二级类型（表2）． 第9期 叶宝莹等： 安太堡露天煤矿土地破坏与土地复垦动态变化的遥感调查 ·973·
.974 北京科技大学学报 第30卷 表2露天煤矿土地利用遥感分类 Table 2 Landuse classifications of the opencast coal mine based on remotely sensed imagery 本文分类 Anderson分类 CRED分类 一级 二级 编码 农业用地 耕地 原地貌耕地 10 草地 草地 原地貌草地 20 林地 林地 原地貌林地 30 水域 水域 原地貌水域 河流及河漫滩 41 水域 水域 原地貌水域 水库 42 湿地 未利用土地 原地貌未利用土地 60 裸地 未利用土地 原地貌未利用土地 终年冰雪 未利用土地 原地貌未利用土地 城市与建设用地 城乡、工矿、居民用地 其他建设用地 0 城市与建设用地 城乡、工矿、居民用地 工矿厂区 城市与建设用地 城乡、工矿、居民用地 矿区道路 城市与建设用地 城乡、工矿、居民用地 排土场 未复垦排土场 531 城市与建设用地 城乡、工矿、居民用地 排土场 复垦排土场 532 城市与建设用地 城乡、工矿、居民用地 排土场 退化排土场 533 城市与建设用地 城乡、工矿、居民用地 剥离区 54 城市与建设用地 城乡、工矿、居民用地 采坑 5 城市与建设用地 城乡、工矿、居民用地 小煤窑 56 2.4解译及变化信息提取 3000 影像校正、建立解译标志后，在ArcGIS9.x平 台进行人工解译，解译精度控制为：面状地物最小 2500 解译图斑6×6个像元（一个像元大小为20米），线 2000 一耕地 状地物为2个像元宽度，解译后对数据进行拓扑处 ■一林地 理，检查错误，并最终得到安太堡煤矿各个时期土地 1500 河流 豉坏土地 利用图，解译完后，采用野外验证和室内检查相结 米一复是十地 1000 合的方法对解译结果进行评价，室内主要是利用 2005年的航片，对解译结果进行验证，对解译错误 500 的图斑进行改正，如果航片上地物也不是很清楚的， 01 将具体地物以及位置进行记录，到野外进行验证，并 采集了相关的照片以及相应的GPS坐标，然后在室 年份 内再将野外调查的结果转到图上， 图2ATB煤矿1976一2006年间各土地利用类型变化 3结果分析 Fig.2 Change of landuse during 1976-2006 in ATB mine 通过解译得出安太堡煤矿各时期土地利用类 产[山，到1990年，工业广场、排土场、采坑已经占用 图，本文只显示1976年、1990年、1993年、2000年、 了矿区南部，达到1141.20hm2,占矿区总面积 2003年和2006年土地利用图，如图2~5所示. 38.59%,压占土地大部分为耕地，耕地由1976年的 结合图2可知，1976年的土地类型比较单一， 46.11%下降到1990年的20.10%，减少了1倍多 只有四种土地利用类型一耕地、林地、河流以及南 1993年耕地有所增加，通过图5(a,b)对比可以看 部的一个小煤窑，耕地和林地占了占主导，分别达到 出，这部分增加的耕地主要是林地转化而来，这一时 了46%和40.98%，此时已经有小煤窑进行开采， 期在南排土场和西排土场有部分土地进行了复垦， 安太堡煤矿1985年破土动工，1987年正式投 复垦的总面积为150.68hm2,主要集中在南排土场
表2 露天煤矿土地利用遥感分类 Table2 Landuse classifications of the opencast coal mine based on remotely sensed imagery Anderson 分类 CRED 分类 本文分类 一级 二级 编码 农业用地 耕地 原地貌耕地 10 草地 草地 原地貌草地 20 林地 林地 原地貌林地 30 水域 水域 原地貌水域 河流及河漫滩 41 水域 水域 原地貌水域 水库 42 湿地 未利用土地 原地貌未利用土地 60 裸地 未利用土地 原地貌未利用土地 终年冰雪 未利用土地 原地貌未利用土地 城市与建设用地 城乡、工矿、居民用地 其他建设用地 50 城市与建设用地 城乡、工矿、居民用地 工矿厂区 51 城市与建设用地 城乡、工矿、居民用地 矿区道路 52 城市与建设用地 城乡、工矿、居民用地 排土场 未复垦排土场 531 城市与建设用地 城乡、工矿、居民用地 排土场 复垦排土场 532 城市与建设用地 城乡、工矿、居民用地 排土场 退化排土场 533 城市与建设用地 城乡、工矿、居民用地 剥离区 54 城市与建设用地 城乡、工矿、居民用地 采坑 55 城市与建设用地 城乡、工矿、居民用地 小煤窑 56 2∙4 解译及变化信息提取 影像校正、建立解译标志后在 ArcGIS 9．x 平 台进行人工解译．解译精度控制为：面状地物最小 解译图斑6×6个像元（一个像元大小为20米）线 状地物为2个像元宽度．解译后对数据进行拓扑处 理检查错误并最终得到安太堡煤矿各个时期土地 利用图．解译完后采用野外验证和室内检查相结 合的方法对解译结果进行评价室内主要是利用 2005年的航片对解译结果进行验证对解译错误 的图斑进行改正如果航片上地物也不是很清楚的 将具体地物以及位置进行记录到野外进行验证并 采集了相关的照片以及相应的 GPS 坐标然后在室 内再将野外调查的结果转到图上． 3 结果分析 通过解译得出安太堡煤矿各时期土地利用类 图本文只显示1976年、1990年、1993年、2000年、 2003年和2006年土地利用图如图2～5所示． 结合图2可知1976年的土地类型比较单一 只有四种土地利用类型———耕地、林地、河流以及南 部的一个小煤窑耕地和林地占了占主导分别达到 了46％和40∙98％此时已经有小煤窑进行开采． 安 太 堡 煤 矿1985年 破 土 动 工 1987年 正 式 投 图2 ATB 煤矿1976—2006年间各土地利用类型变化 Fig．2 Change of landuse during1976—2006in ATB mine 产［11］到1990年工业广场、排土场、采坑已经占用 了矿区南部达到 1141∙20hm 2占矿区总面积 38∙59％压占土地大部分为耕地耕地由1976年的 46∙11％下降到1990年的20∙10％减少了1倍多． 1993年耕地有所增加通过图5（ab）对比可以看 出这部分增加的耕地主要是林地转化而来这一时 期在南排土场和西排土场有部分土地进行了复垦 复垦的总面积为150∙68hm 2主要集中在南排土场 ·974· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷
第9期 叶宝莹等：安太堡露天煤矿土地破坏与土地复垦动态变化的遥感调查 .975. 1400 250 ◆一 未复以排土场 1200 量一复某排土场 △一排土场 200 1000 % 800 100 600 400 西排 西扩 内推 南排 位置 200 0 图4ATB煤矿各排土场复垦面积 19932000200120022003200420052006 年份 Fig.4 Reclamation area of dumps in ATB opencast coal mine 图3ATB煤矿1993一2006年间排土场及土地复垦变化 Fig.3 Change of dump and reclamation during 1993-2006 in ATB mine (a)1976 b)1990 (e)1993 (d2000 (e)2003 ()2006 耕地 水库 图剥离区 ☑未复限排土场 司林地 ☑工业广场 网露天采坑 [图复限排土场 ■河流 运煤通道 ■小煤窑 画复垦退化排土场 图5ATB煤矿1976-2006年土地利用图 Fig.5 Landuse map of ATB Opencast Coal Mine during 1976-2006 面积为99.81hm2,西排土场只有南部有少量进行复 增到401.36hm2,南排、西排已经复垦完毕，内排土 垦，面积为31.67hm2,复垦植被主要为林地. 场开始复垦，内排的复垦面积为29.77hm2,南排土 1993一2000年期间，开采进展迅速，采坑面积由 场部分地方出现退化，影像图上呈现白色或黑色斑 10.67%扩大到21.61%，排土场增加了内排土场和 块，这是由于煤矸石自燃引起，导致复垦植被死 西排土场扩大区，面积达到883.04hm2,复垦面积也 亡12]，地表裸露.到2001年，西排土场扩大区开始
图3 ATB 煤矿1993—2006年间排土场及土地复垦变化 Fig．3 Change of dump and reclamation during1993—2006in ATB mine 图4 ATB 煤矿各排土场复垦面积 Fig．4 Reclamation area of dumps in ATB opencast coal mine 图5 ATB 煤矿1976—2006年土地利用图 Fig．5 Landuse map of ATB Opencast Coal Mine during1976—2006 面积为99∙81hm 2西排土场只有南部有少量进行复 垦面 积 为 31∙67hm 2复 垦 植 被 主 要 为 林 地． 1993—2000年期间开采进展迅速采坑面积由 10∙67％扩大到21∙61％排土场增加了内排土场和 西排土场扩大区面积达到883∙04hm 2复垦面积也 增到401∙36hm 2南排、西排已经复垦完毕内排土 场开始复垦内排的复垦面积为29∙77hm 2南排土 场部分地方出现退化影像图上呈现白色或黑色斑 块这是由于煤矸石自燃引起导致复垦植被死 亡［12］地表裸露．到2001年西排土场扩大区开始 第9期 叶宝莹等： 安太堡露天煤矿土地破坏与土地复垦动态变化的遥感调查 ·975·
.976 北京科技大学学报 第30卷 进行复垦，复垦植被主要是草本植物，面积为 area.Acta Geogr Sin.2006,61(4):349 27.17hm2. (卞正富，张燕平，徐州煤矿区土地利用格局演变分析.地理 学报，2006,61(4)：349) 土地复垦与生态重建工程在各排土场进行，如 [3]Chen L Q,Guo D Z,Hu ZL,et al.A study on remote sensing 图3所示，随着采矿的进行，排土场面积逐年成扩大 monitoring land use change and reclamation measures of subsided 趋势.从图5可以看出，复垦时间从1993年开始， land in Xuzhou coal mining area-Prog Geogr.2004.23(2):10 以后每年逐年递增，而未复垦的排土场面积在 (陈龙乾，郭达志，胡召玲，等.徐州矿区土地利用变化遥感监 2004,2005年有所减少，说明这两年排土场总面积 测及塌陷地复垦利用研究，地理科学进展，2004,23(2)：10) [4]Chen HL.Chen G.Guo JZ.The application of Landsat TM for 并没有扩大，但复垦面积增加了，排土场每年增加 ecological environmental monitoring in mining area.Remote Sens 65.76hm2,加上剥离、采坑运输等占压的面积，每年 1nf,2004,(1),31 破坏土地面积为93.76hm2,而复垦面积每年仅增加 (陈华丽，陈刚，郭金柱.Landsat TM在矿区生态环境动态监测 41.26hm2,不足破坏速度的一半，每个排土场复垦 中的应用.遥感信息，2004，(1)，31) 时间为：1993一2000年西排土场、南排土场完成复 [5]Bai Z K.Zuo X.Guo Q X,et al.Study on land reclamation plan 垦；2000-2006内排进行复垦；2001一2004西排扩 ning in large-scale opencast coal mine.J Soil Water Conserv, 2001,15(4):18 大区进行复垦.到2006年，各个排土场的复垦面积 (白中科，左寻，郭青霞，等.大型露天煤矿土地复垦规划案例 如图4所示，其中南排土场为178.16hm2,西排土场 研究.水土保持学报，2001,15(4)：18) 为222.95hm2,西排土场扩大区为83.38hm2,内排 [6]Shang D.The characteristic of ERDAS IMAGINE.Remote Sens 土场为207.95hm2,总复垦面积达到了692.43hm2. Land Resour.2002(3):78 (尚东，ERDAS IMAGINE遥感图像处理系统的特点，国土资 4结论 源遥感，2002(3)：78) [7]Dang A R.Wang X D.Chen X F.et al.The Processing Methods 本文通过对安太堡煤矿1976一2006年期间共 of Remote Sensed Image in ERDAS IMAGINE.Beijing: 10期遥感数据的处理分析，得出了该煤矿30a间的 Tsinghua University Press,2003 土地利用变化情况：土地利用类型由简单到复杂，由 (党安荣，王晓栋，陈晓蜂，等，ERDAS IMAGINE遥感图像处 1976年的4种类型发展到2006年的12种类型；地 理方法，北京：清华大学出版社，2003) [8]Qin MZ.Research on classification of land use and factors of af- 表遭到强烈破坏，到2006年因采矿破坏的土地达到 fecting land use classification.Areal Res Dev.1997.16(1):13 了2730.7hm2,大面积复垦工作从1993年开始，到 (秦明周，土地利用分类及其影响因素研究·地域研究与开 2006年复垦面积达687.05hm2,复垦面积仅占破坏 发，1997,16(1)：13) 面积的25.1% [9]Anderson J R.Hardy EE.Roach JT,et al.A land use and land 通过对安太堡楼天煤矿土地复垦的动态监测， cover classification system for use with remote sensor data//Geo 认为遥感手段可以有效监测到矿区的土地复垦情 logical Survey Professional Paper 964.Washington:United States Government Printing Office,1976 况，准确地获取矿区土地占用和破坏数据，尤其是对 [10]Yang GZ.Methodology for investigation of land to be re- 土地复垦的实时监测，可以获取每年复垦土地的准 claimed.Rural Eco environ,1996.12(4):51 确位置和面积，为矿山复垦与环境规划提供指导数 (杨国治.待复垦土地资源调查法.农村生态环境.1996,12 据 (4):51) [11]BaiZ K.Zhao JK.Land Reclamation and Ecological Rehabil- 参考文献 itation for Area of Mining and Project Construction.Beijing: China Agricultural Scientech Press.2000 [1]Chen H L Xu X D.Liu Y J.Review of researches on remote (白中科，赵景逵，工矿区土地复垦与生态重建。北京：中国 sensing monitoring and impact on environment of land use/cover 农业科技出版社，2000) change.Meteorol Sci Technol.2005.33(4):289 [12]Li JC,BaiZ K.Land Reclamation and Ecological Rehabilita (陈怀亮，徐祥德，刘玉洁·土地利用与土地覆盖变化的遥感监 测及环境影响研究综述.气象科技，2005,33(4)：289) tion for Opencast Mine.Beijing:Science Press.2000 (李晋川，白中科.露天煤矿土地复垦与生态重建，北京：科 [2]Bian Z F.Zhang Y P.Land use changes in Xuzhou coal mining 学出版社，2000)
进行 复 垦复 垦 植 被 主 要 是 草 本 植 物面 积 为 27∙17hm 2． 土地复垦与生态重建工程在各排土场进行如 图3所示随着采矿的进行排土场面积逐年成扩大 趋势．从图5可以看出复垦时间从1993年开始 以后每年逐年递增而未复垦的排土场面积在 2004、2005年有所减少说明这两年排土场总面积 并没有扩大但复垦面积增加了．排土场每年增加 65∙76hm 2加上剥离、采坑运输等占压的面积每年 破坏土地面积为93∙76hm 2而复垦面积每年仅增加 41∙26hm 2不足破坏速度的一半．每个排土场复垦 时间为：1993—2000年西排土场、南排土场完成复 垦；2000—2006内排进行复垦；2001—2004西排扩 大区进行复垦．到2006年各个排土场的复垦面积 如图4所示其中南排土场为178∙16hm 2西排土场 为222∙95hm 2西排土场扩大区为83∙38hm 2内排 土场为207∙95hm 2总复垦面积达到了692∙43hm 2． 4 结论 本文通过对安太堡煤矿1976—2006年期间共 10期遥感数据的处理分析得出了该煤矿30a 间的 土地利用变化情况：土地利用类型由简单到复杂由 1976年的4种类型发展到2006年的12种类型；地 表遭到强烈破坏到2006年因采矿破坏的土地达到 了2730∙7hm 2大面积复垦工作从1993年开始到 2006年复垦面积达687∙05hm 2复垦面积仅占破坏 面积的25∙1％． 通过对安太堡楼天煤矿土地复垦的动态监测 认为遥感手段可以有效监测到矿区的土地复垦情 况准确地获取矿区土地占用和破坏数据尤其是对 土地复垦的实时监测可以获取每年复垦土地的准 确位置和面积为矿山复垦与环境规划提供指导数 据． 参 考 文 献 ［1］ Chen H LXu X DLiu Y J．Review of researches on remote sensing monitoring and impact on environment of land use／cover change．Meteorol Sci Technol200533（4）：289 （陈怀亮徐祥德刘玉洁．土地利用与土地覆盖变化的遥感监 测及环境影响研究综述．气象科技200533（4）：289） ［2］ Bian Z FZhang Y P．Land use changes in Xuzhou coal mining area．Acta Geogr Sin200661（4）：349 （卞正富张燕平．徐州煤矿区土地利用格局演变分析．地理 学报200661（4）：349） ［3］ Chen L QGuo D ZHu ZLet al．A study on remote sensing monitoring land use change and reclamation measures of subsided land in Xuzhou coal mining area．Prog Geogr200423（2）：10 （陈龙乾郭达志胡召玲等．徐州矿区土地利用变化遥感监 测及塌陷地复垦利用研究地理科学进展200423（2）：10） ［4］ Chen H LChen GGuo J Z．The application of Landsat T M for ecological environmental monitoring in mining area．Remote Sens Inf2004（1）31 （陈华丽陈刚郭金柱．Landsat T M 在矿区生态环境动态监测 中的应用．遥感信息2004（1）31） ［5］ Bai Z KZuo XGuo Q Xet al．Study on land reclamation planning in large-scale opencast coal mine． J Soil Water Conserv 200115（4）：18 （白中科左寻郭青霞等．大型露天煤矿土地复垦规划案例 研究．水土保持学报200115（4）：18） ［6］ Shang D．The characteristic of ERDAS IMAGINE．Remote Sens L and Resour2002（3）：78 （尚东．ERDAS IMAGINE 遥感图像处理系统的特点．国土资 源遥感2002（3）：78） ［7］ Dang A RWang X DChen X Fet al．The Processing Methods of Remote Sensed Image in ERDAS IMAGINE． Beijing： Tsinghua University Press2003 （党安荣王晓栋陈晓峰等．ERDAS IMAGINE 遥感图像处 理方法．北京：清华大学出版社2003） ［8］ Qin M Z．Research on classification of land use and factors of affecting land use classification．A real Res Dev199716（1）：13 （秦明周．土地利用分类及其影响因素研究．地域研究与开 发199716（1）：13） ［9］ Anderson J RHardy E ERoach J Tet al．A land use and land cover classification system for use with remote sensor data∥ Geological Survey Professional Paper 964． Washington： United States Government Printing Office1976 ［10］ Yang G Z．Methodology for investigation of land to be reclaimed．Rural Eco-environ199612（4）：51 （杨国治．待复垦土地资源调查法．农村生态环境．199612 （4）：51） ［11］ Bai Z KZhao J K．L and Reclamation and Ecological Rehabilitation for A rea of Mining and Project Construction．Beijing： China Agricultural Scientech Press2000 （白中科赵景逵．工矿区土地复垦与生态重建．北京：中国 农业科技出版社2000） ［12］ Li J CBai Z K．L and Reclamation and Ecological Rehabilitation for Opencast Mine．Beijing：Science Press2000 （李晋川白中科．露天煤矿土地复垦与生态重建．北京：科 学出版社2000） ·976· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷